水文与水资源学实习报告

泥沙输移：在天然河道中，含沙量随季节、泥沙来源以及涨水或退水过程而变化，含沙量一般随着流量的增大而增大。给定点的输沙率是含沙量与点流速的乘积。由于水流流速在水面处为最大，而含沙量则在临近河床处为最大，所以输沙率的计算必须在全断面内积分，以获得经过该断面的输沙率qs。

通过水流断面的日输沙率计算：qs=0.0864qcs

式中：qs——日平均输沙率； cs——泥沙通量平均含沙量；q——日平均流量。

平均含沙量cs与流量q的函数关系得泥沙率定曲线，两者关系常呈指数关系：cs＝aqb

式中a与b为系数，由回归分析求得。

年内流域产沙量可从流量历时－泥沙率定曲线求得。

流域内面蚀与河床侵蚀的总量称之为总侵蚀量。然而并不是流域内所有的被冲刷起来的颗粒均能达到流域出口，有更大量泥沙则被拦截在湖泊与水库之中。输送至流域出口的泥沙总量称之为产沙量。泥沙输移比表示当地被冲刷物质到达下游某一地点的百分比，即产沙量与流域内的总冲刷量之比。

（二）径流场调查

为了观测土地利用对水量和水质的影响，水文当中常通过修建径流小区（径流场）测定不同类型的土地利用的径流量、泥沙含量等资料。标准的径流小区规格为22×5m，坡度9゜。实际当中也可以根据研究地区的的坡度、坡长、土壤等情况作适当调整。在布设径流小区时注意应尽量使长边垂至于等高线，短边平行于等高线。

径流场由保护带、护埂、承水槽、导水管、观测室等几部分组成。水保站里的径流小区相对集中，设置了很多对照组。参观时发现，对照组设置合理，一组的试验区数目有为2区，有的为4区，每一组较为集中，方便对照观测，但是我们也发现其中有不合理的地方，如区与区之间缺少保护带，这样的话对于有林地和无林地的对照就会带来较大误差，特别是有林地如果植物长得比较高大，就会影响到周围的无林地。

主要同坡度坡向的径流小区对照：自然状态下的裸地、有工程措施（水平条）的裸地、有农作物（玉米）的土地、有小乔木（刺柏）的土地、有工程措施（鱼鳞坑）和小乔木（刺柏）的土地。

另外还有不同坡度的径流小区的对照、不同坡向径流小区的对照。

老师让我们亲眼目睹了测坡面径流量的九孔分水箱（右图）。九孔分水箱为体积法测径流量的装置，在径流场产生的径流量较大时，可以通过分流，只取小部分通过量水设施。为了使分流具有很高的准确性，安装设施时须注意分水箱必须水平，以确保每个孔流出的水量一致。

分水箱上方还安装了超声波测距仪，解决了体积法只能测到一定时间内径流总量而不能反映过程的难题。超声波仪工作所需要的电能来自于太阳能电板，把新型能源用到了科学试验上。

通过对不同小区的流量的分析，就可以得出不同状态的土地产生的径流多少，从而得出不同土地利用类型对水分下渗的影响，为水土保持提供理论依据。

径流小区流出的水中含有一定的泥沙，通过对泥沙的观测可以得出不同土地利用类型的侵蚀量大小，为水土保持方案的制定提供理论支持。泥沙观测的方法常在通往分水箱的管道中插入一个采样器（6712型），采样器可以自动记录每次取样的泥沙含量，操作较为简单。但是在观察时我们也发现了不好的方面，那就是采样器上已经积累了很厚的泥土，看来是长期无人清理了，这样容易是采样器受堵，无法取得水样，或者泥沙含量不准确。

截留量主要是枝叶吸附的水量，其值的大小取决于降水前枝叶表面的干湿状况和质地，由实验可知，降水前在同一小区域的各种植物的干湿状况大体相同，因此木本植物中国槐、樱桃、刺槐树叶的质地能吸附更多的水分，草本植物中白菊、黄花蒿能吸附更多的水分。截留量高的植物，能将少于雨水对地表的冲刷，因此相对于截留量低的植物更具有水土保持作用。

3、土壤下渗速率的测定：

为了测定不同土壤类型的水分下渗速率，我们分别在农地、草地、林地中选取了若干个点，测量水分下渗1cm所需要的时间，实验结果见小表：

对每一种土地类型的下渗时间数据取平均值：农地下渗1cm所需时间：42.5s

草地下渗1cm所需时间：120.9s

林地下渗1cm所需时间：244.7s

由计算结果可以明显看出，下渗1cm，农地所需的时间最短，草地较长，林地最长。土壤对于下渗的影响，主要是土壤的透水性能和前期含水量，由于本地秋冬季节不同类型土壤中水分含量相差不大，因此，可以证明农田的透水性较好，林地最差。在水土保持中，若降水量较大，则农田可能产生的壤中流较大，土壤结构容易受到较大的破坏；而林地土壤保持得最好，草地次之。

六、实习体会：

本次实习共三天，野外部分两天，在之前我们还前面进行了《土壤侵蚀原理》的实习，都在同一地点，但课程内容不一样所以实习的内容也不一样。第一天上午主要是对水保站里的各种水文观测方法的熟悉，实地参观了气象站、径流小区，看到了水保站里的很多设备及其使用，x老师给我们讲到了每一种设备观测的对象、方法，和它的有缺点，让我们课堂上学到的知识有一个实践的机会，有些有和书本上的不完全一样，让我们思考，通过这个过程，对水文观测的方法有了更深的了解和记忆。第一天下午我们做了一些试验，测量了不同植物的截流量、土壤的下渗速率等。

第二天我们参观了水文站，秦站长为我们演示了流速仪法测流速。天气已经比较冷了，树叶落了满地，站长衣服穿得比较薄，但一点不觉得冷样的，满脸发红，两只大手熟练得操作着仪器，精神让我们感动。然后我们又自己用简单的方法测量了流速。

第三天我们小组做了讨论，整理了数据。这次实习的住宿条件不是很好，晚上不脱衣服睡在床上也觉得冷，但吃的很好，又便宜又吃得饱。周围没有好的景色，让我们感到了水土保持就是这样一个非常现实的事业，在有限的条件里做着基本的科学工作，它的作用却非常巨大。x老师对我们做了很多的指导，一直带领着我们上坡下坎，对大家也非常好。水保，让人走过了很多的山山水水，让人的性格也跟自然一样，心胸宽广、脚踏实地。

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